'四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!'

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有人說運動員們都是些“四肢發達,頭腦簡單”的人,其實運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆“最強大腦”。

出品:科普中國

製作:王飛(中國科學院神經科學研究所)

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

一次又一次,運動員們用他們滿身的肌肉和敏捷的身手征服了我們,讓我們感受到了人體的極限和運動之美。不過,有人說運動員們都是些'四肢發達,頭腦簡單'的人。只要他們訓練出一身肌肉,流淌足夠的汗水,奧運冠軍就會成為他們的了。其實,奧運會不單單是身體的競技,更是頭腦的比拼。運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆'最強大腦'。

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有人說運動員們都是些“四肢發達,頭腦簡單”的人,其實運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆“最強大腦”。

出品:科普中國

製作:王飛(中國科學院神經科學研究所)

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

一次又一次,運動員們用他們滿身的肌肉和敏捷的身手征服了我們,讓我們感受到了人體的極限和運動之美。不過,有人說運動員們都是些'四肢發達,頭腦簡單'的人。只要他們訓練出一身肌肉,流淌足夠的汗水,奧運冠軍就會成為他們的了。其實,奧運會不單單是身體的競技,更是頭腦的比拼。運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆'最強大腦'。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

(圖片來源:Veer圖庫)

藥不能亂吃,話不能亂說。我們既然這樣說,一定是有理有據。先讓我們看看奧林匹克格言吧。1913年經顧拜旦提議,經國際奧委會批准,奧林匹克的憲章中寫明:"更快,更高,更強"是奧林匹克運動宗旨。用我們的話說,那就是三個字:快,準,狠。一個運動員只要達到了這三點,才有可能獲得獎牌。而這三點的達到,不僅僅是有一身的肌肉就可以的,還需要人體神經系統的高度發達才能實現。今天就讓我們瞭解下大腦是如何達到"快"的目標的。

如何快速反應?多感覺整合

又有人要說了,快還不簡單,有一雙大長腿,卯足了勁兒跑就是了。其實,對於田徑項目專業選手而言,能夠快速對開始信號響應才是王道。在專業比賽中,起跑時反應慢了0.1秒,就是致命的打擊。那運動員的大腦是如何快速反應的呢?

奧運會田徑賽場上,各國運動員各就各位,等待發令槍響。隨著一聲槍響,一股白煙冒出,緊張激烈的比賽由此開始。我們都知道光速比聲速快,所以運動員只要看白煙就行了,其實不然。

奧運會採用的發令槍,槍響後同時發生三件事情:

1.起跑線旁的擴音器播放聲音,確保運動員聽到起跑令;

2.發令槍發出閃光,讓運動員們看到開始的信號;

3.發令槍通過後面的線纜向計時裝置發送起跑脈衝。

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有人說運動員們都是些“四肢發達,頭腦簡單”的人,其實運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆“最強大腦”。

出品:科普中國

製作:王飛(中國科學院神經科學研究所)

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

一次又一次,運動員們用他們滿身的肌肉和敏捷的身手征服了我們,讓我們感受到了人體的極限和運動之美。不過,有人說運動員們都是些'四肢發達,頭腦簡單'的人。只要他們訓練出一身肌肉,流淌足夠的汗水,奧運冠軍就會成為他們的了。其實,奧運會不單單是身體的競技,更是頭腦的比拼。運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆'最強大腦'。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

(圖片來源:Veer圖庫)

藥不能亂吃,話不能亂說。我們既然這樣說,一定是有理有據。先讓我們看看奧林匹克格言吧。1913年經顧拜旦提議,經國際奧委會批准,奧林匹克的憲章中寫明:"更快,更高,更強"是奧林匹克運動宗旨。用我們的話說,那就是三個字:快,準,狠。一個運動員只要達到了這三點,才有可能獲得獎牌。而這三點的達到,不僅僅是有一身的肌肉就可以的,還需要人體神經系統的高度發達才能實現。今天就讓我們瞭解下大腦是如何達到"快"的目標的。

如何快速反應?多感覺整合

又有人要說了,快還不簡單,有一雙大長腿,卯足了勁兒跑就是了。其實,對於田徑項目專業選手而言,能夠快速對開始信號響應才是王道。在專業比賽中,起跑時反應慢了0.1秒,就是致命的打擊。那運動員的大腦是如何快速反應的呢?

奧運會田徑賽場上,各國運動員各就各位,等待發令槍響。隨著一聲槍響,一股白煙冒出,緊張激烈的比賽由此開始。我們都知道光速比聲速快,所以運動員只要看白煙就行了,其實不然。

奧運會採用的發令槍,槍響後同時發生三件事情:

1.起跑線旁的擴音器播放聲音,確保運動員聽到起跑令;

2.發令槍發出閃光,讓運動員們看到開始的信號;

3.發令槍通過後面的線纜向計時裝置發送起跑脈衝。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

奧運會用的發令槍和起跑線旁的擴音器(王飛 繪製)

正是因為這個設計,參賽選手不僅要對起跑的聲音有反應,也要時刻關注發令槍產生的白煙。起跑線旁擴音器播放的聲音傳遞聽覺刺激,在同一時間閃光傳遞視覺刺激,大腦對這兩個信號加以整合,迅速做出反應。聽覺與視覺刺激在時間和空間上的疊加造成了1+1>2的效果,這就是運動員大腦反應快的奧祕。

在腦科學中,大腦會整合多種感覺信號的輸入,最終得到更為精準和快速的反應,這種效應叫做多感覺整合。研究表明,多感覺整合存在於上丘腦、高級聯合皮層等多個腦區。多種感覺通道的相互作用,不僅是單感覺功能區到多感覺功能區的前饋聯結,還存在多感覺功能區對單感覺功能區的反饋聯結。而運動員就是在日復一日的訓練中,使得這些腦區的功能得到加強,進而擁有了一顆更為發達的感覺大腦。

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有人說運動員們都是些“四肢發達,頭腦簡單”的人,其實運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆“最強大腦”。

出品:科普中國

製作:王飛(中國科學院神經科學研究所)

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

一次又一次,運動員們用他們滿身的肌肉和敏捷的身手征服了我們,讓我們感受到了人體的極限和運動之美。不過,有人說運動員們都是些'四肢發達,頭腦簡單'的人。只要他們訓練出一身肌肉,流淌足夠的汗水,奧運冠軍就會成為他們的了。其實,奧運會不單單是身體的競技,更是頭腦的比拼。運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆'最強大腦'。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

(圖片來源:Veer圖庫)

藥不能亂吃,話不能亂說。我們既然這樣說,一定是有理有據。先讓我們看看奧林匹克格言吧。1913年經顧拜旦提議,經國際奧委會批准,奧林匹克的憲章中寫明:"更快,更高,更強"是奧林匹克運動宗旨。用我們的話說,那就是三個字:快,準,狠。一個運動員只要達到了這三點,才有可能獲得獎牌。而這三點的達到,不僅僅是有一身的肌肉就可以的,還需要人體神經系統的高度發達才能實現。今天就讓我們瞭解下大腦是如何達到"快"的目標的。

如何快速反應?多感覺整合

又有人要說了,快還不簡單,有一雙大長腿,卯足了勁兒跑就是了。其實,對於田徑項目專業選手而言,能夠快速對開始信號響應才是王道。在專業比賽中,起跑時反應慢了0.1秒,就是致命的打擊。那運動員的大腦是如何快速反應的呢?

奧運會田徑賽場上,各國運動員各就各位,等待發令槍響。隨著一聲槍響,一股白煙冒出,緊張激烈的比賽由此開始。我們都知道光速比聲速快,所以運動員只要看白煙就行了,其實不然。

奧運會採用的發令槍,槍響後同時發生三件事情:

1.起跑線旁的擴音器播放聲音,確保運動員聽到起跑令;

2.發令槍發出閃光,讓運動員們看到開始的信號;

3.發令槍通過後面的線纜向計時裝置發送起跑脈衝。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

奧運會用的發令槍和起跑線旁的擴音器(王飛 繪製)

正是因為這個設計,參賽選手不僅要對起跑的聲音有反應,也要時刻關注發令槍產生的白煙。起跑線旁擴音器播放的聲音傳遞聽覺刺激,在同一時間閃光傳遞視覺刺激,大腦對這兩個信號加以整合,迅速做出反應。聽覺與視覺刺激在時間和空間上的疊加造成了1+1>2的效果,這就是運動員大腦反應快的奧祕。

在腦科學中,大腦會整合多種感覺信號的輸入,最終得到更為精準和快速的反應,這種效應叫做多感覺整合。研究表明,多感覺整合存在於上丘腦、高級聯合皮層等多個腦區。多種感覺通道的相互作用,不僅是單感覺功能區到多感覺功能區的前饋聯結,還存在多感覺功能區對單感覺功能區的反饋聯結。而運動員就是在日復一日的訓練中,使得這些腦區的功能得到加強,進而擁有了一顆更為發達的感覺大腦。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

雷聲和閃電通過多感覺整合進入人腦(圖片來源:Veer圖庫)

其實多感覺整合在日常生活中很常見,比如我們先看見閃電再聽到雷聲會感覺雷聲很響亮。如果我們閉上眼睛,只聽雷聲,你就感覺不到那麼響亮的雷聲了。

開車時為什麼不讓接打手機?因為本來視覺系統和聽覺系統在很好得合作,以便對道路和汽車的變化做出及時的反應。而一旦你接打手機,不僅對道路判斷的聽覺信號輸入會大打折扣,過度的分心甚至會影響你視覺的判斷。有研究稱,開車接打手機會導致對突發事件反應延時長達0.5秒,這就是多感覺輸入之間的相互干擾造成的。

所以,知道大腦多感覺整合的效應,不僅能幫助運動員拿到好成績,對於我們日常生活也有很大幫助。

注意力決定成敗

除了多感覺整合,良好的注意力也極為重要。

相信很多人會對歷屆奧運會比賽中運動員的搶跑行為印象深刻,有些運動員還因為搶跑犯規,被剝奪了比賽資格。

搶跑,是指在響前或聽到槍響後到做出起跑反應小於0.1秒的情況。

那為什麼有的運動員還沒等發令槍開始,就起跑了?

其實可能不是他有意要違反規則,而是在那種緊張的情況下,注意力極度提升,外界一點風吹草動就會被他認為是開跑的信號。而這個注意力錯誤就導致了博爾特被罰下,自此與冠軍無緣。

所以,除了日常的體能訓練外,注意力的訓練對於運動員也極其重要。他們需要適應在嘈雜環境下,尤其是大賽中高度緊張的情況下,集中注意力,準確判別開始信號。射擊運動員則更需要在整個參賽過程中時刻保持注意力的集中,所以我們就會看到張夢雪、易思玲等奧運冠軍在賽場上異常"冷漠"的表情了。

注意在大腦中是由三個網絡構成的:警覺網絡,定向網絡和執行網絡。有研究表明,注意力的定向網絡由大腦內側額頂葉的腦區負責。集中注意力時,額葉腦區先興奮,之後頂葉的腦區也參與其中,導致了對視覺輸入信號的加強。而運動員要想取得好成績,其注意的神經網絡就要鍛鍊的很發達。

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有人說運動員們都是些“四肢發達,頭腦簡單”的人,其實運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆“最強大腦”。

出品:科普中國

製作:王飛(中國科學院神經科學研究所)

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

一次又一次,運動員們用他們滿身的肌肉和敏捷的身手征服了我們,讓我們感受到了人體的極限和運動之美。不過,有人說運動員們都是些'四肢發達,頭腦簡單'的人。只要他們訓練出一身肌肉,流淌足夠的汗水,奧運冠軍就會成為他們的了。其實,奧運會不單單是身體的競技,更是頭腦的比拼。運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆'最強大腦'。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

(圖片來源:Veer圖庫)

藥不能亂吃,話不能亂說。我們既然這樣說,一定是有理有據。先讓我們看看奧林匹克格言吧。1913年經顧拜旦提議,經國際奧委會批准,奧林匹克的憲章中寫明:"更快,更高,更強"是奧林匹克運動宗旨。用我們的話說,那就是三個字:快,準,狠。一個運動員只要達到了這三點,才有可能獲得獎牌。而這三點的達到,不僅僅是有一身的肌肉就可以的,還需要人體神經系統的高度發達才能實現。今天就讓我們瞭解下大腦是如何達到"快"的目標的。

如何快速反應?多感覺整合

又有人要說了,快還不簡單,有一雙大長腿,卯足了勁兒跑就是了。其實,對於田徑項目專業選手而言,能夠快速對開始信號響應才是王道。在專業比賽中,起跑時反應慢了0.1秒,就是致命的打擊。那運動員的大腦是如何快速反應的呢?

奧運會田徑賽場上,各國運動員各就各位,等待發令槍響。隨著一聲槍響,一股白煙冒出,緊張激烈的比賽由此開始。我們都知道光速比聲速快,所以運動員只要看白煙就行了,其實不然。

奧運會採用的發令槍,槍響後同時發生三件事情:

1.起跑線旁的擴音器播放聲音,確保運動員聽到起跑令;

2.發令槍發出閃光,讓運動員們看到開始的信號;

3.發令槍通過後面的線纜向計時裝置發送起跑脈衝。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

奧運會用的發令槍和起跑線旁的擴音器(王飛 繪製)

正是因為這個設計,參賽選手不僅要對起跑的聲音有反應,也要時刻關注發令槍產生的白煙。起跑線旁擴音器播放的聲音傳遞聽覺刺激,在同一時間閃光傳遞視覺刺激,大腦對這兩個信號加以整合,迅速做出反應。聽覺與視覺刺激在時間和空間上的疊加造成了1+1>2的效果,這就是運動員大腦反應快的奧祕。

在腦科學中,大腦會整合多種感覺信號的輸入,最終得到更為精準和快速的反應,這種效應叫做多感覺整合。研究表明,多感覺整合存在於上丘腦、高級聯合皮層等多個腦區。多種感覺通道的相互作用,不僅是單感覺功能區到多感覺功能區的前饋聯結,還存在多感覺功能區對單感覺功能區的反饋聯結。而運動員就是在日復一日的訓練中,使得這些腦區的功能得到加強,進而擁有了一顆更為發達的感覺大腦。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

雷聲和閃電通過多感覺整合進入人腦(圖片來源:Veer圖庫)

其實多感覺整合在日常生活中很常見,比如我們先看見閃電再聽到雷聲會感覺雷聲很響亮。如果我們閉上眼睛,只聽雷聲,你就感覺不到那麼響亮的雷聲了。

開車時為什麼不讓接打手機?因為本來視覺系統和聽覺系統在很好得合作,以便對道路和汽車的變化做出及時的反應。而一旦你接打手機,不僅對道路判斷的聽覺信號輸入會大打折扣,過度的分心甚至會影響你視覺的判斷。有研究稱,開車接打手機會導致對突發事件反應延時長達0.5秒,這就是多感覺輸入之間的相互干擾造成的。

所以,知道大腦多感覺整合的效應,不僅能幫助運動員拿到好成績,對於我們日常生活也有很大幫助。

注意力決定成敗

除了多感覺整合,良好的注意力也極為重要。

相信很多人會對歷屆奧運會比賽中運動員的搶跑行為印象深刻,有些運動員還因為搶跑犯規,被剝奪了比賽資格。

搶跑,是指在響前或聽到槍響後到做出起跑反應小於0.1秒的情況。

那為什麼有的運動員還沒等發令槍開始,就起跑了?

其實可能不是他有意要違反規則,而是在那種緊張的情況下,注意力極度提升,外界一點風吹草動就會被他認為是開跑的信號。而這個注意力錯誤就導致了博爾特被罰下,自此與冠軍無緣。

所以,除了日常的體能訓練外,注意力的訓練對於運動員也極其重要。他們需要適應在嘈雜環境下,尤其是大賽中高度緊張的情況下,集中注意力,準確判別開始信號。射擊運動員則更需要在整個參賽過程中時刻保持注意力的集中,所以我們就會看到張夢雪、易思玲等奧運冠軍在賽場上異常"冷漠"的表情了。

注意在大腦中是由三個網絡構成的:警覺網絡,定向網絡和執行網絡。有研究表明,注意力的定向網絡由大腦內側額頂葉的腦區負責。集中注意力時,額葉腦區先興奮,之後頂葉的腦區也參與其中,導致了對視覺輸入信號的加強。而運動員要想取得好成績,其注意的神經網絡就要鍛鍊的很發達。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

集中注意時活動的腦區和隨時間變化情況(王飛 繪製)

注意力是如此重要,如果心不在焉,在考場和跑道上都會表現不佳。所以不要認為運動員們學習起來肯定不如你,雖然他們每天看似只是叱吒在運動場上,但是當他們坐下來時,專注力很可能非常高。

俄羅斯曾指出:"注意,是我們心靈的惟一門戶,意識中的一切,必然都要經過它才能進來。"注意力決定我們對感覺輸入的取捨,也決定了我們是否要採取行動,因此注意力往往決定了事情的成敗。

比專注更牛的技能——預測

當然,要想達到更快的反應,運動大神們有更為絕密的技巧。喜歡看足球比賽的同學們也許會知道,這個技巧就是預測。

其實預測是大腦完成的一件非常複雜的任務。足球場上,守門員別看不能亂跑,可是起了關鍵的作用。尤其在點球大戰時,守門員的表現,極大程度上得決定了整場比賽的輸贏。而一個好的守門員,往往在射手開球之前,就已經預測出球要向那個方向踢。

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有人說運動員們都是些“四肢發達,頭腦簡單”的人,其實運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆“最強大腦”。

出品:科普中國

製作:王飛(中國科學院神經科學研究所)

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

一次又一次,運動員們用他們滿身的肌肉和敏捷的身手征服了我們,讓我們感受到了人體的極限和運動之美。不過,有人說運動員們都是些'四肢發達,頭腦簡單'的人。只要他們訓練出一身肌肉,流淌足夠的汗水,奧運冠軍就會成為他們的了。其實,奧運會不單單是身體的競技,更是頭腦的比拼。運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆'最強大腦'。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

(圖片來源:Veer圖庫)

藥不能亂吃,話不能亂說。我們既然這樣說,一定是有理有據。先讓我們看看奧林匹克格言吧。1913年經顧拜旦提議,經國際奧委會批准,奧林匹克的憲章中寫明:"更快,更高,更強"是奧林匹克運動宗旨。用我們的話說,那就是三個字:快,準,狠。一個運動員只要達到了這三點,才有可能獲得獎牌。而這三點的達到,不僅僅是有一身的肌肉就可以的,還需要人體神經系統的高度發達才能實現。今天就讓我們瞭解下大腦是如何達到"快"的目標的。

如何快速反應?多感覺整合

又有人要說了,快還不簡單,有一雙大長腿,卯足了勁兒跑就是了。其實,對於田徑項目專業選手而言,能夠快速對開始信號響應才是王道。在專業比賽中,起跑時反應慢了0.1秒,就是致命的打擊。那運動員的大腦是如何快速反應的呢?

奧運會田徑賽場上,各國運動員各就各位,等待發令槍響。隨著一聲槍響,一股白煙冒出,緊張激烈的比賽由此開始。我們都知道光速比聲速快,所以運動員只要看白煙就行了,其實不然。

奧運會採用的發令槍,槍響後同時發生三件事情:

1.起跑線旁的擴音器播放聲音,確保運動員聽到起跑令;

2.發令槍發出閃光,讓運動員們看到開始的信號;

3.發令槍通過後面的線纜向計時裝置發送起跑脈衝。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

奧運會用的發令槍和起跑線旁的擴音器(王飛 繪製)

正是因為這個設計,參賽選手不僅要對起跑的聲音有反應,也要時刻關注發令槍產生的白煙。起跑線旁擴音器播放的聲音傳遞聽覺刺激,在同一時間閃光傳遞視覺刺激,大腦對這兩個信號加以整合,迅速做出反應。聽覺與視覺刺激在時間和空間上的疊加造成了1+1>2的效果,這就是運動員大腦反應快的奧祕。

在腦科學中,大腦會整合多種感覺信號的輸入,最終得到更為精準和快速的反應,這種效應叫做多感覺整合。研究表明,多感覺整合存在於上丘腦、高級聯合皮層等多個腦區。多種感覺通道的相互作用,不僅是單感覺功能區到多感覺功能區的前饋聯結,還存在多感覺功能區對單感覺功能區的反饋聯結。而運動員就是在日復一日的訓練中,使得這些腦區的功能得到加強,進而擁有了一顆更為發達的感覺大腦。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

雷聲和閃電通過多感覺整合進入人腦(圖片來源:Veer圖庫)

其實多感覺整合在日常生活中很常見,比如我們先看見閃電再聽到雷聲會感覺雷聲很響亮。如果我們閉上眼睛,只聽雷聲,你就感覺不到那麼響亮的雷聲了。

開車時為什麼不讓接打手機?因為本來視覺系統和聽覺系統在很好得合作,以便對道路和汽車的變化做出及時的反應。而一旦你接打手機,不僅對道路判斷的聽覺信號輸入會大打折扣,過度的分心甚至會影響你視覺的判斷。有研究稱,開車接打手機會導致對突發事件反應延時長達0.5秒,這就是多感覺輸入之間的相互干擾造成的。

所以,知道大腦多感覺整合的效應,不僅能幫助運動員拿到好成績,對於我們日常生活也有很大幫助。

注意力決定成敗

除了多感覺整合,良好的注意力也極為重要。

相信很多人會對歷屆奧運會比賽中運動員的搶跑行為印象深刻,有些運動員還因為搶跑犯規,被剝奪了比賽資格。

搶跑,是指在響前或聽到槍響後到做出起跑反應小於0.1秒的情況。

那為什麼有的運動員還沒等發令槍開始,就起跑了?

其實可能不是他有意要違反規則,而是在那種緊張的情況下,注意力極度提升,外界一點風吹草動就會被他認為是開跑的信號。而這個注意力錯誤就導致了博爾特被罰下,自此與冠軍無緣。

所以,除了日常的體能訓練外,注意力的訓練對於運動員也極其重要。他們需要適應在嘈雜環境下,尤其是大賽中高度緊張的情況下,集中注意力,準確判別開始信號。射擊運動員則更需要在整個參賽過程中時刻保持注意力的集中,所以我們就會看到張夢雪、易思玲等奧運冠軍在賽場上異常"冷漠"的表情了。

注意在大腦中是由三個網絡構成的:警覺網絡,定向網絡和執行網絡。有研究表明,注意力的定向網絡由大腦內側額頂葉的腦區負責。集中注意力時,額葉腦區先興奮,之後頂葉的腦區也參與其中,導致了對視覺輸入信號的加強。而運動員要想取得好成績,其注意的神經網絡就要鍛鍊的很發達。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

集中注意時活動的腦區和隨時間變化情況(王飛 繪製)

注意力是如此重要,如果心不在焉,在考場和跑道上都會表現不佳。所以不要認為運動員們學習起來肯定不如你,雖然他們每天看似只是叱吒在運動場上,但是當他們坐下來時,專注力很可能非常高。

俄羅斯曾指出:"注意,是我們心靈的惟一門戶,意識中的一切,必然都要經過它才能進來。"注意力決定我們對感覺輸入的取捨,也決定了我們是否要採取行動,因此注意力往往決定了事情的成敗。

比專注更牛的技能——預測

當然,要想達到更快的反應,運動大神們有更為絕密的技巧。喜歡看足球比賽的同學們也許會知道,這個技巧就是預測。

其實預測是大腦完成的一件非常複雜的任務。足球場上,守門員別看不能亂跑,可是起了關鍵的作用。尤其在點球大戰時,守門員的表現,極大程度上得決定了整場比賽的輸贏。而一個好的守門員,往往在射手開球之前,就已經預測出球要向那個方向踢。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

守門員提前預測球踢出的方向(王飛 繪製)

點球時,球距離球門的距離很短,而專業射手踢出的球速度又極快,已經大大超出人的反應速度。這時候,不僅需要守門員眼觀六路,定神凝氣,更重要的就是憑藉自己的經驗對射手的動作進行預測。所以,有經驗的守門員往往是通過對射手跑動時的動作提前判斷球的走向,而沒有經驗或者判斷失誤的守門員,會向著球相反的方向撲過去,不是他們反應不及時,是他們大腦中預測出現了錯誤。

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有人說運動員們都是些“四肢發達,頭腦簡單”的人,其實運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆“最強大腦”。

出品:科普中國

製作:王飛(中國科學院神經科學研究所)

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

一次又一次,運動員們用他們滿身的肌肉和敏捷的身手征服了我們,讓我們感受到了人體的極限和運動之美。不過,有人說運動員們都是些'四肢發達,頭腦簡單'的人。只要他們訓練出一身肌肉,流淌足夠的汗水,奧運冠軍就會成為他們的了。其實,奧運會不單單是身體的競技,更是頭腦的比拼。運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆'最強大腦'。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

(圖片來源:Veer圖庫)

藥不能亂吃,話不能亂說。我們既然這樣說,一定是有理有據。先讓我們看看奧林匹克格言吧。1913年經顧拜旦提議,經國際奧委會批准,奧林匹克的憲章中寫明:"更快,更高,更強"是奧林匹克運動宗旨。用我們的話說,那就是三個字:快,準,狠。一個運動員只要達到了這三點,才有可能獲得獎牌。而這三點的達到,不僅僅是有一身的肌肉就可以的,還需要人體神經系統的高度發達才能實現。今天就讓我們瞭解下大腦是如何達到"快"的目標的。

如何快速反應?多感覺整合

又有人要說了,快還不簡單,有一雙大長腿,卯足了勁兒跑就是了。其實,對於田徑項目專業選手而言,能夠快速對開始信號響應才是王道。在專業比賽中,起跑時反應慢了0.1秒,就是致命的打擊。那運動員的大腦是如何快速反應的呢?

奧運會田徑賽場上,各國運動員各就各位,等待發令槍響。隨著一聲槍響,一股白煙冒出,緊張激烈的比賽由此開始。我們都知道光速比聲速快,所以運動員只要看白煙就行了,其實不然。

奧運會採用的發令槍,槍響後同時發生三件事情:

1.起跑線旁的擴音器播放聲音,確保運動員聽到起跑令;

2.發令槍發出閃光,讓運動員們看到開始的信號;

3.發令槍通過後面的線纜向計時裝置發送起跑脈衝。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

奧運會用的發令槍和起跑線旁的擴音器(王飛 繪製)

正是因為這個設計,參賽選手不僅要對起跑的聲音有反應,也要時刻關注發令槍產生的白煙。起跑線旁擴音器播放的聲音傳遞聽覺刺激,在同一時間閃光傳遞視覺刺激,大腦對這兩個信號加以整合,迅速做出反應。聽覺與視覺刺激在時間和空間上的疊加造成了1+1>2的效果,這就是運動員大腦反應快的奧祕。

在腦科學中,大腦會整合多種感覺信號的輸入,最終得到更為精準和快速的反應,這種效應叫做多感覺整合。研究表明,多感覺整合存在於上丘腦、高級聯合皮層等多個腦區。多種感覺通道的相互作用,不僅是單感覺功能區到多感覺功能區的前饋聯結,還存在多感覺功能區對單感覺功能區的反饋聯結。而運動員就是在日復一日的訓練中,使得這些腦區的功能得到加強,進而擁有了一顆更為發達的感覺大腦。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

雷聲和閃電通過多感覺整合進入人腦(圖片來源:Veer圖庫)

其實多感覺整合在日常生活中很常見,比如我們先看見閃電再聽到雷聲會感覺雷聲很響亮。如果我們閉上眼睛,只聽雷聲,你就感覺不到那麼響亮的雷聲了。

開車時為什麼不讓接打手機?因為本來視覺系統和聽覺系統在很好得合作,以便對道路和汽車的變化做出及時的反應。而一旦你接打手機,不僅對道路判斷的聽覺信號輸入會大打折扣,過度的分心甚至會影響你視覺的判斷。有研究稱,開車接打手機會導致對突發事件反應延時長達0.5秒,這就是多感覺輸入之間的相互干擾造成的。

所以,知道大腦多感覺整合的效應,不僅能幫助運動員拿到好成績,對於我們日常生活也有很大幫助。

注意力決定成敗

除了多感覺整合,良好的注意力也極為重要。

相信很多人會對歷屆奧運會比賽中運動員的搶跑行為印象深刻,有些運動員還因為搶跑犯規,被剝奪了比賽資格。

搶跑,是指在響前或聽到槍響後到做出起跑反應小於0.1秒的情況。

那為什麼有的運動員還沒等發令槍開始,就起跑了?

其實可能不是他有意要違反規則,而是在那種緊張的情況下,注意力極度提升,外界一點風吹草動就會被他認為是開跑的信號。而這個注意力錯誤就導致了博爾特被罰下,自此與冠軍無緣。

所以,除了日常的體能訓練外,注意力的訓練對於運動員也極其重要。他們需要適應在嘈雜環境下,尤其是大賽中高度緊張的情況下,集中注意力,準確判別開始信號。射擊運動員則更需要在整個參賽過程中時刻保持注意力的集中,所以我們就會看到張夢雪、易思玲等奧運冠軍在賽場上異常"冷漠"的表情了。

注意在大腦中是由三個網絡構成的:警覺網絡,定向網絡和執行網絡。有研究表明,注意力的定向網絡由大腦內側額頂葉的腦區負責。集中注意力時,額葉腦區先興奮,之後頂葉的腦區也參與其中,導致了對視覺輸入信號的加強。而運動員要想取得好成績,其注意的神經網絡就要鍛鍊的很發達。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

集中注意時活動的腦區和隨時間變化情況(王飛 繪製)

注意力是如此重要,如果心不在焉,在考場和跑道上都會表現不佳。所以不要認為運動員們學習起來肯定不如你,雖然他們每天看似只是叱吒在運動場上,但是當他們坐下來時,專注力很可能非常高。

俄羅斯曾指出:"注意,是我們心靈的惟一門戶,意識中的一切,必然都要經過它才能進來。"注意力決定我們對感覺輸入的取捨,也決定了我們是否要採取行動,因此注意力往往決定了事情的成敗。

比專注更牛的技能——預測

當然,要想達到更快的反應,運動大神們有更為絕密的技巧。喜歡看足球比賽的同學們也許會知道,這個技巧就是預測。

其實預測是大腦完成的一件非常複雜的任務。足球場上,守門員別看不能亂跑,可是起了關鍵的作用。尤其在點球大戰時,守門員的表現,極大程度上得決定了整場比賽的輸贏。而一個好的守門員,往往在射手開球之前,就已經預測出球要向那個方向踢。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

守門員提前預測球踢出的方向(王飛 繪製)

點球時,球距離球門的距離很短,而專業射手踢出的球速度又極快,已經大大超出人的反應速度。這時候,不僅需要守門員眼觀六路,定神凝氣,更重要的就是憑藉自己的經驗對射手的動作進行預測。所以,有經驗的守門員往往是通過對射手跑動時的動作提前判斷球的走向,而沒有經驗或者判斷失誤的守門員,會向著球相反的方向撲過去,不是他們反應不及時,是他們大腦中預測出現了錯誤。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

預測失誤的守門員撲向球相反的方向(王飛 繪製)

在動物界裡,預測對於一個物種的生存至關重要。例如蜥蜴要提前知道飛行的蟲子的軌跡,以便快速伸出舌頭吃到好吃的。這就像奧運會上飛碟射擊項目一樣,運動員要朝著飛碟運動的前方射擊才有可能擊中。

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有人說運動員們都是些“四肢發達,頭腦簡單”的人,其實運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆“最強大腦”。

出品:科普中國

製作:王飛(中國科學院神經科學研究所)

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

一次又一次,運動員們用他們滿身的肌肉和敏捷的身手征服了我們,讓我們感受到了人體的極限和運動之美。不過,有人說運動員們都是些'四肢發達,頭腦簡單'的人。只要他們訓練出一身肌肉,流淌足夠的汗水,奧運冠軍就會成為他們的了。其實,奧運會不單單是身體的競技,更是頭腦的比拼。運動員們的頭腦並不比科學家們的要差勁,從某些方面來說,奧運冠軍都有一顆'最強大腦'。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

(圖片來源:Veer圖庫)

藥不能亂吃,話不能亂說。我們既然這樣說,一定是有理有據。先讓我們看看奧林匹克格言吧。1913年經顧拜旦提議,經國際奧委會批准,奧林匹克的憲章中寫明:"更快,更高,更強"是奧林匹克運動宗旨。用我們的話說,那就是三個字:快,準,狠。一個運動員只要達到了這三點,才有可能獲得獎牌。而這三點的達到,不僅僅是有一身的肌肉就可以的,還需要人體神經系統的高度發達才能實現。今天就讓我們瞭解下大腦是如何達到"快"的目標的。

如何快速反應?多感覺整合

又有人要說了,快還不簡單,有一雙大長腿,卯足了勁兒跑就是了。其實,對於田徑項目專業選手而言,能夠快速對開始信號響應才是王道。在專業比賽中,起跑時反應慢了0.1秒,就是致命的打擊。那運動員的大腦是如何快速反應的呢?

奧運會田徑賽場上,各國運動員各就各位,等待發令槍響。隨著一聲槍響,一股白煙冒出,緊張激烈的比賽由此開始。我們都知道光速比聲速快,所以運動員只要看白煙就行了,其實不然。

奧運會採用的發令槍,槍響後同時發生三件事情:

1.起跑線旁的擴音器播放聲音,確保運動員聽到起跑令;

2.發令槍發出閃光,讓運動員們看到開始的信號;

3.發令槍通過後面的線纜向計時裝置發送起跑脈衝。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

奧運會用的發令槍和起跑線旁的擴音器(王飛 繪製)

正是因為這個設計,參賽選手不僅要對起跑的聲音有反應,也要時刻關注發令槍產生的白煙。起跑線旁擴音器播放的聲音傳遞聽覺刺激,在同一時間閃光傳遞視覺刺激,大腦對這兩個信號加以整合,迅速做出反應。聽覺與視覺刺激在時間和空間上的疊加造成了1+1>2的效果,這就是運動員大腦反應快的奧祕。

在腦科學中,大腦會整合多種感覺信號的輸入,最終得到更為精準和快速的反應,這種效應叫做多感覺整合。研究表明,多感覺整合存在於上丘腦、高級聯合皮層等多個腦區。多種感覺通道的相互作用,不僅是單感覺功能區到多感覺功能區的前饋聯結,還存在多感覺功能區對單感覺功能區的反饋聯結。而運動員就是在日復一日的訓練中,使得這些腦區的功能得到加強,進而擁有了一顆更為發達的感覺大腦。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

雷聲和閃電通過多感覺整合進入人腦(圖片來源:Veer圖庫)

其實多感覺整合在日常生活中很常見,比如我們先看見閃電再聽到雷聲會感覺雷聲很響亮。如果我們閉上眼睛,只聽雷聲,你就感覺不到那麼響亮的雷聲了。

開車時為什麼不讓接打手機?因為本來視覺系統和聽覺系統在很好得合作,以便對道路和汽車的變化做出及時的反應。而一旦你接打手機,不僅對道路判斷的聽覺信號輸入會大打折扣,過度的分心甚至會影響你視覺的判斷。有研究稱,開車接打手機會導致對突發事件反應延時長達0.5秒,這就是多感覺輸入之間的相互干擾造成的。

所以,知道大腦多感覺整合的效應,不僅能幫助運動員拿到好成績,對於我們日常生活也有很大幫助。

注意力決定成敗

除了多感覺整合,良好的注意力也極為重要。

相信很多人會對歷屆奧運會比賽中運動員的搶跑行為印象深刻,有些運動員還因為搶跑犯規,被剝奪了比賽資格。

搶跑,是指在響前或聽到槍響後到做出起跑反應小於0.1秒的情況。

那為什麼有的運動員還沒等發令槍開始,就起跑了?

其實可能不是他有意要違反規則,而是在那種緊張的情況下,注意力極度提升,外界一點風吹草動就會被他認為是開跑的信號。而這個注意力錯誤就導致了博爾特被罰下,自此與冠軍無緣。

所以,除了日常的體能訓練外,注意力的訓練對於運動員也極其重要。他們需要適應在嘈雜環境下,尤其是大賽中高度緊張的情況下,集中注意力,準確判別開始信號。射擊運動員則更需要在整個參賽過程中時刻保持注意力的集中,所以我們就會看到張夢雪、易思玲等奧運冠軍在賽場上異常"冷漠"的表情了。

注意在大腦中是由三個網絡構成的:警覺網絡,定向網絡和執行網絡。有研究表明,注意力的定向網絡由大腦內側額頂葉的腦區負責。集中注意力時,額葉腦區先興奮,之後頂葉的腦區也參與其中,導致了對視覺輸入信號的加強。而運動員要想取得好成績,其注意的神經網絡就要鍛鍊的很發達。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

集中注意時活動的腦區和隨時間變化情況(王飛 繪製)

注意力是如此重要,如果心不在焉,在考場和跑道上都會表現不佳。所以不要認為運動員們學習起來肯定不如你,雖然他們每天看似只是叱吒在運動場上,但是當他們坐下來時,專注力很可能非常高。

俄羅斯曾指出:"注意,是我們心靈的惟一門戶,意識中的一切,必然都要經過它才能進來。"注意力決定我們對感覺輸入的取捨,也決定了我們是否要採取行動,因此注意力往往決定了事情的成敗。

比專注更牛的技能——預測

當然,要想達到更快的反應,運動大神們有更為絕密的技巧。喜歡看足球比賽的同學們也許會知道,這個技巧就是預測。

其實預測是大腦完成的一件非常複雜的任務。足球場上,守門員別看不能亂跑,可是起了關鍵的作用。尤其在點球大戰時,守門員的表現,極大程度上得決定了整場比賽的輸贏。而一個好的守門員,往往在射手開球之前,就已經預測出球要向那個方向踢。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

守門員提前預測球踢出的方向(王飛 繪製)

點球時,球距離球門的距離很短,而專業射手踢出的球速度又極快,已經大大超出人的反應速度。這時候,不僅需要守門員眼觀六路,定神凝氣,更重要的就是憑藉自己的經驗對射手的動作進行預測。所以,有經驗的守門員往往是通過對射手跑動時的動作提前判斷球的走向,而沒有經驗或者判斷失誤的守門員,會向著球相反的方向撲過去,不是他們反應不及時,是他們大腦中預測出現了錯誤。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

預測失誤的守門員撲向球相反的方向(王飛 繪製)

在動物界裡,預測對於一個物種的生存至關重要。例如蜥蜴要提前知道飛行的蟲子的軌跡,以便快速伸出舌頭吃到好吃的。這就像奧運會上飛碟射擊項目一樣,運動員要朝著飛碟運動的前方射擊才有可能擊中。

四肢發達頭腦簡單?NO!運動員的大腦比你更快!

(圖片來源:Veer圖庫)

科學家們對大腦如何對運動物體進行預測進行了深入的研究。貝葉斯理論就是一種基於前期經驗的預測模型,其不僅充分利用先驗信息,而且將預測模型與普通迴歸模型的預測結果進行比較,最後做出更優的結論。例如,飛碟射擊運動員會根據飛碟發出時的方向,預測之後的飛行軌跡。當射出的子彈沒有打中飛碟時,他就會調整自己的預測期望,得到一個新的預測軌跡。這樣,經過數百次甚至上千次的訓練後,在他的大腦中就有一幅清晰的飛碟飛行的軌跡了。

由此看來,運動員確實需要一顆強大的大腦才能指揮其身體贏得比賽。在軀體強大的同時,頭腦的豐盈更顯得重要。

參考文獻:

1、https://pixabay.com

2、Janelle Weaver.(2007). The Neural Cascade of Attentional Control.PLoS Biology ,5(1):e27-e28

3、Stephen M. Deban and David B. Wake. (1997). Salamander with a ballistic tongue .Nature,389(4):27-28

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